Συσκευή απολύμανσης Arduino Covid-19

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη σχεδίαση και κατασκευή μιας φορητής συσκευής αποστείρωσης υπεριώδους ακτινοβολίας (UV-C) με τη χρήση ενός μικροελεγκτή Arduino Uno Genuino. Συγκεκριμένα σε ένα ελαφρύ κουτί (κατασκευασμένο από φελιζόλ) έχουμε τοποθετήσει εσωτερικά ένα πλαστικό λευκό πλέγμα, το οποίο λειτουργεί ως βάση για τη στήριξη των αντικειμένων μας που προορίζονται για αποστείρωση, δύο λαμπτήρες φθορισμού ειδικούς για αποστείρωση UV-C τοποθετημένους αντιδιαμετρικά στο επάνω και στο κάτω μέρος, μια μονάδα ηλεκτρονόμου (ρελέ) 5V, δύο μετασχηματιστές τάσης 220V/60Hz AC σε 5V DC, έναν τερματικό διακόπτη και μία μονάδα κουμπιού 5V (Button). Εξωτερικά του κουτιού βρίσκεται o μικροελεγκτής Arduino Uno, πάνω στον οποίο έχει συνδεθεί η οθόνη (μονάδα LCD) ελέγχου του μικροεπεξεργαστή, μία φωτοδίοδο (LED) ερυθρού χρώματος για τον οπτικό έλεγχο όταν η συσκευή είναι σε λειτουργία και έναν βομβητή (Buzzer). Η συσκευή ειδοποιεί ηχητικά και οπτικά το χρήστη μέσω μηνύματος στην οθόνη LCD σε περίπτωση όπου κατά τη διάρκεια της αποστείρωσης ανοίξει το πάνω μέρος του κουτιού και για περισσότερη ασφάλεια ο τερματικός διακόπτης διακόπτει τη παροχή ρεύματος με αποτέλεσμα να απενεργοποιούνται οι λάμπες στην περίπτωση ανοίγματος της συσκευής αποστείρωσης κατά την λειτουργίας της. Ο χρήστης μπορεί να ρυθμίζει τον χρόνο αποστείρωσης με ακρίβεια λεπτού και να ενημερώνεται για τον εναπομένοντα χρόνο ολοκλήρωσης της αποστείρωσης. Για τον έλεγχο της ικανότητας αποστείρωσης της πειραματικής συσκευής πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα στο Νοσοκομείο Παίδων Αγλαΐας Κυριακού υπό την καθοδήγηση της βιολόγου/χημικού Δρ. Αγαρίστης Λαμπροκωστοπούλου (Senior Research Scientist, Virometix AG). Καλλιεργήθηκαν δείγματα ιού πνευμονιόκοκκου (Streptococcus pneumoniae οροτύπου 23β) σε τρυβλία Petri και ακτινοβολήθηκαν σε διάφορους χρόνους εντός της συσκευής αποστείρωσης UV-C. Ο συγκεκριμένος τύπος ιού επιλέχθηκε επειδή η δομή του γενετικού υλικού του βρίσκεται σε καψίδιο και μοιάζει αρκετά στην δομή του κορονοϊού τύπου Covid-19. Τα αποτελέσματα της αποστείρωσης ήτανε θετικά μιας και σε διάρκεια 5 λεπτών η περιοχή των δειγμάτων που ακτινοβολήθηκε αποστειρώθηκε ολοκληρωτικά και δεν αναπτύχθηκε ο ιός μετέπειτα στην καλλιέργεια του. Η παρούσα φορητή συσκευή αποστείρωσης υπεριώδους ακτινοβολίας (UV-C) θα χρησιμοποιηθεί από το εργαστήριο οργανολογίας του τμήματος Μηχανικών Βιοϊατρικής του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής για να αποστειρώνει τα breadboards, τα πολύμετρα και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση των εργαστηριακών ασκήσεων των φοιτητών. Τα συγκεκριμένα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά όργανα δεν είναι δυνατόν να αποστειρώνονται με υγρά αλκοολούχα ή χλωριούχα διαλύματα.